進口電磁閥技術(shù)原理

進口電磁閥用于必須自動控制流體流動的地方。它們越來越多地用于各種類型的工廠和設(shè)備。可用的各種不同設(shè)計使得可以選擇閥門以特別適合所討論的應(yīng)用。

一般的

進口電磁閥用于必須自動控制流體流動的地方。它們越來越多地用于各種類型的工廠和設(shè)備。可用的各種不同設(shè)計使得可以選擇閥門以特別適合所討論的應(yīng)用。

建造

進口電磁閥是控制單元，當通電或斷電時，它們會關(guān)閉或允許流體流動。致動器采用電磁體的形式。通電時，會形成一個磁場，該磁場會拉動柱塞或樞轉(zhuǎn)的電樞以抵抗彈簧的作用。斷電時，柱塞或樞軸銜鐵通過彈簧作用返回到其原始位置。

閥門操作

根據(jù)驅(qū)動方式，可分為直動式閥、內(nèi)部先導閥和外部先導閥。另一個顯著特征是端口連接的數(shù)量或流動路徑（“通道”）的數(shù)量。

直動閥

對于直動式電磁閥，閥座密封件連接到電磁鐵芯上。在斷電狀態(tài)下，閥座孔關(guān)閉，當閥門通電時打開

直動式二通閥

二通閥是一種截止閥，具有一個入口和一個出口（圖 1）。在斷電狀態(tài)下，芯彈簧在流體壓力的幫助下，將閥密封件固定在閥座上以切斷流量。通電時，鐵芯和密封件被拉入電磁線圈，閥門打開。電磁力大于彈簧力和介質(zhì)的靜、動壓力之和。

圖1

直動式三通閥

三通閥具有三個端口連接和兩個閥座。在斷電模式下，一個閥門密封件始終保持打開狀態(tài)，而另一個閥門密封件則處于關(guān)閉狀態(tài)。當線圈通電時，模式反轉(zhuǎn)。圖 2 所示的三通閥采用柱塞型芯體設(shè)計。根據(jù)流體介質(zhì)如何連接到圖 2 中的工作端口，可以獲得各種閥門操作。流體壓力在閥座下方積聚。線圈斷電時，錐形彈簧將下芯密封件緊緊地固定在閥座上并切斷流體流動。端口 A 通過 R 排氣。當線圈通電時，鐵芯被拉入，端口 R 的閥座被彈簧加載的上鐵芯密封件密封。流體介質(zhì)現(xiàn)在從 P 流向 A。

圖 2與帶有柱塞型芯的版本不同，樞軸式電樞閥在閥體中具有所有端口連接。隔離膜片確保流體介質(zhì)不會與線圈腔接觸。樞軸閥可用于獲得任何三通閥操作。基本設(shè)計原理如圖 3 所示。樞軸式電樞閥配備手動操作作為標準功能。

圖 3

內(nèi)部先導電磁閥

對于直動式閥門，靜壓力隨著孔口直徑的增加而增加，這意味著克服壓力所需的磁力相應(yīng)地變得更大。因此，內(nèi)部先導電磁閥用于切換更高的壓力和更大的孔口尺寸。在這種情況下，流體壓力差在打開和關(guān)閉閥門中起主要作用。

內(nèi)部先導二通閥

內(nèi)部先導電磁閥配有 2 通或 3 通先導電磁閥。隔膜或活塞為主閥座提供密封。這種閥的操作如圖 4 所示。當先導閥關(guān)閉時，流體壓力通過排放孔在隔膜的兩側(cè)形成。只要入口和出口之間存在壓差，就可以通過隔膜頂部的較大有效面積獲得關(guān)閉力。當先導閥打開時，壓力從膜片的上側(cè)釋放。來自下方的更大的有效凈壓力現(xiàn)在提升隔膜并打開閥門。通常，內(nèi)部先導閥需要最小壓差以確保令人滿意的打開和關(guān)閉。

圖 4

內(nèi)部先導多路電磁閥

內(nèi)部先導四通電磁閥主要用于液壓和氣動應(yīng)用，以驅(qū)動雙作用氣缸。這些閥有四個端口連接：一個壓力入口 P，兩個氣缸端口連接 A 和 B，以及一個排氣端口連接 R。內(nèi)部先導 4/2 通提升閥如圖 6 所示。斷電時，先導閥在從壓力入口到先導通道的連接處打開。主閥中的兩個提升閥現(xiàn)在都加壓并切換。現(xiàn)在端口連接 P 連接到 A，B 可以通過第二個限流器通過 R 排氣。

圖 5

外部先導閥

對于這些類型，使用獨立的先導介質(zhì)來驅(qū)動閥門。圖 7 顯示了帶有關(guān)閉彈簧的活塞操作角座閥。在未加壓的情況下，閥座關(guān)閉。可安裝在執(zhí)行器上的三通電磁閥控制獨立的先導介質(zhì)。當電磁閥通電時，活塞在彈簧的作用下上升，閥門打開。如果彈簧放置在執(zhí)行器活塞的另一側(cè)，則可以獲得常開閥版本。在這些情況下，獨立的先導介質(zhì)連接到執(zhí)行器的頂部。由 4/2 通閥控制的雙作用版本不包含任何彈簧。

圖 6

材料

閥門構(gòu)造中使用的所有材料均根據(jù)不同類型的應(yīng)用進行了精心挑選。選擇閥體材料、密封材料和螺線管材料以優(yōu)化功能可靠性、流體兼容性、使用壽命和成本。

車身材料

中性流體閥體由黃銅和青銅制成。對于高溫流體，例如蒸汽，可使用耐腐蝕鋼。此外，出于經(jīng)濟原因，在各種塑料閥門中使用聚酰胺材料。

電磁鐵材料

電磁執(zhí)行器與流體接觸的所有部件均由奧氏體耐腐蝕鋼制成。通過這種方式，可以保證抵抗中性或輕度腐蝕性介質(zhì)的腐蝕。

密封材料

在選擇密封材料時，應(yīng)用因素中的特定機械、熱和化學條件。溫度高達 194°F 的中性流體的標準材料通常是 FKM。對于更高的溫度，使用 EPDM 和 PTFE。PTFE 材料普遍耐受幾乎所有具有技術(shù)意義的流體。

壓力等級 - 壓力范圍

本節(jié)中引用的所有壓力數(shù)據(jù)均代表表壓。壓力等級以 PSI 為單位。閥門在給定的壓力范圍內(nèi)可靠地工作。我們的數(shù)據(jù)適用于 15% 欠壓至 10% 過壓的范圍。如果在不同的操作中使用 3/2 通閥，則允許的壓力范圍會發(fā)生變化。更多詳細信息包含在我們的數(shù)據(jù)表中。

在真空操作的情況下，必須注意確保真空位于出口側(cè)（A 或 B），而較高的壓力（即大氣壓）連接到入口 P。

流量值

通過閥門的流量取決于設(shè)計的性質(zhì)和流量的類型。特定應(yīng)用所需的閥門尺寸通常由 Cv 等級確定。這個數(shù)字是針對標準化單位和條件演變而來的，即 GPM 中的流量和使用溫度在 40°F 和 86°F 之間的水，壓降為 1 PSI。引用了每個閥門的 Cv 額定值。流量值的標準化系統(tǒng)也用于氣動系統(tǒng)。在這種情況下，SCFM 上游的氣流和 15 PSI 的壓降在 68°F 的溫度下。

電磁執(zhí)行器

所有 Omega 電磁閥的一個共同特點是環(huán)氧樹脂封裝的電磁系統(tǒng)。有了這個系統(tǒng)，整個磁路——線圈、連接、磁軛和磁芯導管——都集成在一個緊湊的單元中。這導致在最小的空間內(nèi)包含高磁力，確保一流的電氣絕緣和防止振動以及外部腐蝕影響。

線圈

Omega 線圈可用于所有常用的交流和直流電壓。低功耗，尤其是較小的螺線管系統(tǒng)，意味著可以通過固態(tài)電路進行控制。

圖 7無論是交流還是直流，隨著鐵芯和螺帽之間的氣隙減小，可用的磁力都會增加。AC 螺線管系統(tǒng)在更大的沖程中比類似的 DC 螺線管系統(tǒng)具有更大的磁力。

交流螺線管的電流消耗由電感決定。隨著沖程的增加，感應(yīng)電阻降低并導致電流消耗增加。這意味著在斷電的瞬間，電流達到最大值。相反的情況適用于電流消耗僅是繞組電阻的函數(shù)的直流螺線管。圖 9 顯示了基于時間的交流和直流螺線管通電特性比較。通電時，即氣隙最大時，電磁閥吸收的電流比鐵芯完全通電時高得多。縮回，即氣隙關(guān)閉。這導致高輸出和增加的壓力范圍。在直流系統(tǒng)中，接通電流后，流量相對緩慢地增加，直到達到恒定的保持電流。因此，這些閥門在相同的孔口尺寸下只能控制比 AC 閥門更低的壓力。只能通過減小孔口尺寸來獲得更高的壓力，從而降低流動能力。

熱效應(yīng)

電磁線圈通電時總是會產(chǎn)生一定量的熱量。標準版電磁閥的溫升相對較低。它們設(shè)計為在連續(xù)運行 (100%) 和 10% 過電壓的條件下達到 144°F 的最大溫升。此外，通常允許的最高環(huán)境溫度為 130°F。允許的最高流體溫度取決于指定的特定密封件和閥體材料。這些數(shù)字可以從技術(shù)數(shù)據(jù)中獲得。

時間定義 (VDE0580) 響應(yīng)時間

與電磁閥有關(guān)的小體積和相對較高的磁力能夠獲得快速的響應(yīng)時間。具有不同響應(yīng)時間的閥門可用于特殊應(yīng)用。響應(yīng)時間定義為從應(yīng)用開關(guān)信號到完成機械打開或關(guān)閉之間的時間。

期間

開啟周期定義為打開和關(guān)閉螺線管電流之間的時間。

周期

通電和斷電的總時間就是循環(huán)周期。首選循環(huán)周期：2、5、10 或 30 分鐘。

相對占空比

相對占空比 (%) 是通電周期與總周期周期的百分比。連續(xù)運行（100% 占空比）定義為連續(xù)運行直到達到穩(wěn)態(tài)溫度。

閥門操作

閥門操作的編碼始終由大寫字母組成。左側(cè)的摘要詳細說明了各種閥門操作的代碼，并指出了相應(yīng)的標準電路符號

粘度

技術(shù)數(shù)據(jù)適用于不超過所引用數(shù)字的粘度。較高的粘度是允許的，但在這些情況下，電壓容差范圍會減小，響應(yīng)時間會延長。

溫度范圍

流體介質(zhì)的溫度限制總是很詳細。然而，各種因素，例如環(huán)境條件、循環(huán)、速度、電壓容差、安裝細節(jié)等，都會影響溫度性能。因此，此處引用的值應(yīng)僅用作一般指南。如果涉及在極端溫度范圍內(nèi)操作，您應(yīng)該向 Omega 工程部尋求建議。